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【中图分类号】G633.7 【文献标识码】 A 【文章编号】(2011)02-0032-02
物理学是一门以实验为基础的自然科学。实验教学既是物理教学的重要基础,又是物理教学的重要内容、方法和手段。在教学中以实验为载体,通过实验为学生理解物理知识提供事实根据,使学生对物理现象获得鲜明生动、印象深刻的认识,有助于培养学生的认识能力、观察能力、操作能力、想象能力、抽象思维能力、探究能力和创造能力等多种能力。在十多年的物理教学实践中,我充分发挥实验的功能,对培养学生的能力收到良好的效果。
1 以实验为载体,培养学生认识能力
在物理教学过程中要使学生建立物理概念和认识物理规律,必须以一定的感性认识为前提。而这种感性认识,可以来源于学生的生活,也可以来源于实验提供的物理事实。而通常从生活中得到的感性材料多来自复杂的运动形态,既有本质的信息,也有大量非本质的信息,将本质的与非本质的因素交融在一起,对学生建立概念和认识规律会产生很大的困难。因此,作为一名物理教师,应该不遗余力地借助实验展现多彩的物理现象和活生生的物理情景,为学生提供丰富的纯化的感性经验。
例如,在学磁场概念时,由于磁场是看不见、摸不着的,如果学生只通过生活体会,则很难建立磁场的概念。如果我们借助实验教学,用碎铁屑(被磁化的许多小磁针)演示一下磁感线,就把看不见、摸不着的磁场,形象地表现了出来。又如,在学习大气压强时,虽然我们生活在大气海洋的最底层,却感受不到大气压强的存在。我让学生自己动手做一个覆杯实验,就很容易地让学生建立大气压强的概念。
以实验为载体,为学生提供精心选择的简化的和纯化的素材,使学生在物理实验的基础上获得明确具体的认识,有利于学生形成物理概念,培养其认识物理规律的能力。
2 以实验为载体,培养学生的观察能力
物理学家们研究物理问题的方法是多种多样的,但最根本的一条是进行观察和实验。学生的观察能力可通过培养和训练得到。在实验教学中,为了培养学生的观察能力,我先做好下列准备工作:1、鼓励学生勤于观察、勤于思考,养成良好的观察习惯。2、创造实验条件,引导学生进行观察。3、教给学生观察的方法——通常采取的方法有对比观察法和归纳观察法。对比观察法即人们认识事物、现象,往往是通过对两个事物、现象的对比,或把某一现象发生变化的前后情况进行比较来实现的;归纳观察法即通过对个别现象进行观察,得到一些个别的结论,再分析、归纳,从而得到一般的规律。
例如,做“电流的热效应”实验时,我在甲乙两个相同的烧瓶中盛等量的煤油,瓶中各浸泡一段金属丝,甲瓶中的金属丝是镍铬合金丝,乙瓶中的金属丝是铜丝,甲瓶中金属丝的电阻比乙瓶中的大。两瓶中的金属丝串联起来,接通电路一段时间后,甲瓶中的温度计液柱上升得比乙瓶中的高。通过对比法观察可以得出:电阻越大,电流产生的热量越多。电路断开,在两温度计中的液柱降回原来高度后,调节滑动变阻器的滑片P的位置,加大电流,重做上述实验,通电时间与前次相同。再比较两次实验中甲瓶中温度计液柱上升的高度。从实验中可看出:第二次实验温度计液柱上升得高。又通过对比观察法得出:电流越大,电流产生的热量越多。接着通过实验可看到:通电时间越长,瓶中温度计液柱上升得越高。再次通过对比观察法得出:通电时间越长,电流产生的热量越多。最后,通过这三次实验归纳总结出焦耳定律。
培养学生观察能力要明确观察的目的、任务,促使学生养成善于观察、勤于思考的习惯,指导学生观察的方法,使学生逐步提高观察能力。
3 以实验为载体,培养学生的操作能力
操作能力,主要是指对基本仪器的使用,仪器、设备的组装和连接两方面的能力。
3.1 基本仪器的使用。在使用仪器之前,我重视教育学生先养成了解仪器的用途、结构、规格(测量范围、允许极限、最小分度值等),以及使用的注意事项,再动手做实验的习惯。
3.2 仪器、设备的组装和连接。要做物理实验,总是要先把有关的仪器、设备组装起来,并要求连接正确无误。具体要求是:布局要合理,要便于观察和操作,连接要正确无误,实验前要检查,必要时进行预备性调节。例如,电路实验操作要求是:1、按照电路图安排好仪器、元件的布局,使之便于连线,便于检查,便于操作。2、正确连接电路,电流表、电压表是否分别与待测电路串联、并联,正负接线柱接法是否正确,滑动变阻器的接线是否合理,连接线路是否符合先支路,再并接,后干路,最后接电源的程序,开关是否能控制电路,接线是否简捷、牢固。3、开关闭合前应先检查电路,发现问题及时纠正,并进行预备性调节,如滑动变阻器的滑片P应移到阻值最大的位置上。
例如,在设备的组装和连接方面,为培养学生的操作能力,我布置了“楼梯电灯开关电路”的第二课堂的课外实验。我画出电路图,并详细解析“楼梯电灯开关电路”的工作原理;然后让学生了解实际使用的开关与演示实验用的开关的异同点,让学生了解哪是静触点,哪是动触点,最后才进行安装连接(用干电池作电源,用小灯泡代替灯泡)。通过让学生充分感知实验操作的全过程,用眼、手、脑多种感官去感受实验中的各种刺激,既使学生掌握了“楼梯电灯开关电路”知识,激发了学生学习物理知识的兴趣,又培养了学生的实验操作能力。
4 以实验为载体,培养学生的想象能力
物理实验大多是动态过程,影响因素往往是多方面的,学生必须具有充分的想象空间。教学中要不失时机地抓住实验过程的每个环节去引发学生的想象力。
例如,在做“研究阻力对物体运动的影响”探究实验时,我让学生在水平桌面先铺上较粗糙的毛巾,让小车自斜面顶端从静止开始滑下,观察小车在毛巾表面运动的距离。然后再在水平桌面铺上较光滑的棉布,让小车从斜面顶端同一高度从静止开始滑下,观察小车在棉布表面运动的距离。一边引导学生做实验一边引发学生思考:毛巾比棉布对小车的阻力,哪个大?对小车阻力变化,小车运动距离如何变化?再拿开棉布,让小车从斜面顶端同一高度从静止开始滑下,观察到小车直接运动在更加光滑的木板表面上,运动距离更大。引发学生思考和想象:受到阻力越小,小车运动距离越大?如果小车运动的平面对小车一点阻力也没有,小车将怎样运动?这样既可以培养学生的学习物理的兴趣,又可以培养学生的想象能力。 5 以实验为载体,培养学生的抽象思维能力
变“教实验”为“用实验教”,以实验为载体,让学生在学的过程中通过充分感知具体的物理事实,实现从“不理解”“想不通”到“懂了”“想通了”的转变,从而培养学生的抽象思维能力。
例如,在“研究电磁铁”的实验中,“影响电磁铁磁性强弱的因素”很抽象,不好理解。我让学生做实验前,先提出以下问题:1、让电流通断是否都有磁性?2、电流大小不同电磁铁的磁性强弱是否不同?3、外形相同但匝数不同的电磁铁的磁性强弱是否相同?4、取出与插入铁芯,磁性相同吗?让学生边做实验边分析得出结论,从而培养抽象思维能力。又如,为了证明大气压强的存在,在做完覆杯实验和马德堡半球实验的基础上,在教学中我还补充一个实验:1、将烧瓶倒插入冷水杯中,观察冷水是否上升?2、取出烧瓶,向瓶里倒入一些热水,摇动热水,使瓶内空气受热,一段时间后,倒出瓶里热水,并将烧瓶立即倒插入冷水杯中,观察到水迅速上升。此实验利用了气体热胀冷缩的性质和大气压强的作用。向烧瓶里倒入热水时,瓶内空气受热膨胀,压强增大,把一部分空气挤出瓶外,倒出瓶里热水后,立即将它倒插入冷水中时,瓶内空气温度降低,压强减小(小于外界大气压强),冷水在大气压强的作用下被压入烧瓶。
实践出真知。通过实验,促使学生充分理解所学知识,并通过分析、综合、抽象等思维加工,促使知识内化,积极调整学生的认知结构,培养学生的抽象思维能力。
6 以实验为载体,培养学生的探究能力和创造能力
为了培养学生的探究能力和创造能力,我把一些演示实验变为学生探究实验,把一些课外小实验变为课堂操作实验。学生通过自行设计方案、动手操作、探索体验,创造性发现问题和解决问题,对培养学生的探究能力和创造能力具有十分重要的意义。
例如,学习了力后,我让学生设计一个小实验体现“物体间力的作用是相互的”。有些学生了解到火箭和喷气机是利用力的相互作用的原理,通过不停地向外喷出气体而升空。学生通过查阅资料、设计制作方案、动手操作,制作了一个“气球喷气机”。1、将两张椅子大约相距4m放好。2、剪一段长约4.5m的细线和长约10cm的吸管,将线穿进吸管,再将线两端分别绑紧在椅背上。3、把气球吹足气并拧紧开口,再将吹足气的气球粘在吸管上,松开气球的口。结果吸管和气球向前移动,一直移到线的另一端或是气球漏完气才停下来。通过自己动手探索出的知识最难忘、最深刻。学生在理解掌握知识的过程中发现问题,并创造性地解决问题,完成思维从抽象到具体,实现能力的最终迁移,逐渐促进学生的探究能力和创造能力的发展。
根据以上分析可以看出,教学中以实验为载体,可以培养学生的各种能力。因此,我们在具体的教学实践中应该重视实验教学的作用,努力提高学生的素质,全面提高教学效率。
物理学是一门以实验为基础的自然科学。实验教学既是物理教学的重要基础,又是物理教学的重要内容、方法和手段。在教学中以实验为载体,通过实验为学生理解物理知识提供事实根据,使学生对物理现象获得鲜明生动、印象深刻的认识,有助于培养学生的认识能力、观察能力、操作能力、想象能力、抽象思维能力、探究能力和创造能力等多种能力。在十多年的物理教学实践中,我充分发挥实验的功能,对培养学生的能力收到良好的效果。
1 以实验为载体,培养学生认识能力
在物理教学过程中要使学生建立物理概念和认识物理规律,必须以一定的感性认识为前提。而这种感性认识,可以来源于学生的生活,也可以来源于实验提供的物理事实。而通常从生活中得到的感性材料多来自复杂的运动形态,既有本质的信息,也有大量非本质的信息,将本质的与非本质的因素交融在一起,对学生建立概念和认识规律会产生很大的困难。因此,作为一名物理教师,应该不遗余力地借助实验展现多彩的物理现象和活生生的物理情景,为学生提供丰富的纯化的感性经验。
例如,在学磁场概念时,由于磁场是看不见、摸不着的,如果学生只通过生活体会,则很难建立磁场的概念。如果我们借助实验教学,用碎铁屑(被磁化的许多小磁针)演示一下磁感线,就把看不见、摸不着的磁场,形象地表现了出来。又如,在学习大气压强时,虽然我们生活在大气海洋的最底层,却感受不到大气压强的存在。我让学生自己动手做一个覆杯实验,就很容易地让学生建立大气压强的概念。
以实验为载体,为学生提供精心选择的简化的和纯化的素材,使学生在物理实验的基础上获得明确具体的认识,有利于学生形成物理概念,培养其认识物理规律的能力。
2 以实验为载体,培养学生的观察能力
物理学家们研究物理问题的方法是多种多样的,但最根本的一条是进行观察和实验。学生的观察能力可通过培养和训练得到。在实验教学中,为了培养学生的观察能力,我先做好下列准备工作:1、鼓励学生勤于观察、勤于思考,养成良好的观察习惯。2、创造实验条件,引导学生进行观察。3、教给学生观察的方法——通常采取的方法有对比观察法和归纳观察法。对比观察法即人们认识事物、现象,往往是通过对两个事物、现象的对比,或把某一现象发生变化的前后情况进行比较来实现的;归纳观察法即通过对个别现象进行观察,得到一些个别的结论,再分析、归纳,从而得到一般的规律。
例如,做“电流的热效应”实验时,我在甲乙两个相同的烧瓶中盛等量的煤油,瓶中各浸泡一段金属丝,甲瓶中的金属丝是镍铬合金丝,乙瓶中的金属丝是铜丝,甲瓶中金属丝的电阻比乙瓶中的大。两瓶中的金属丝串联起来,接通电路一段时间后,甲瓶中的温度计液柱上升得比乙瓶中的高。通过对比法观察可以得出:电阻越大,电流产生的热量越多。电路断开,在两温度计中的液柱降回原来高度后,调节滑动变阻器的滑片P的位置,加大电流,重做上述实验,通电时间与前次相同。再比较两次实验中甲瓶中温度计液柱上升的高度。从实验中可看出:第二次实验温度计液柱上升得高。又通过对比观察法得出:电流越大,电流产生的热量越多。接着通过实验可看到:通电时间越长,瓶中温度计液柱上升得越高。再次通过对比观察法得出:通电时间越长,电流产生的热量越多。最后,通过这三次实验归纳总结出焦耳定律。
培养学生观察能力要明确观察的目的、任务,促使学生养成善于观察、勤于思考的习惯,指导学生观察的方法,使学生逐步提高观察能力。
3 以实验为载体,培养学生的操作能力
操作能力,主要是指对基本仪器的使用,仪器、设备的组装和连接两方面的能力。
3.1 基本仪器的使用。在使用仪器之前,我重视教育学生先养成了解仪器的用途、结构、规格(测量范围、允许极限、最小分度值等),以及使用的注意事项,再动手做实验的习惯。
3.2 仪器、设备的组装和连接。要做物理实验,总是要先把有关的仪器、设备组装起来,并要求连接正确无误。具体要求是:布局要合理,要便于观察和操作,连接要正确无误,实验前要检查,必要时进行预备性调节。例如,电路实验操作要求是:1、按照电路图安排好仪器、元件的布局,使之便于连线,便于检查,便于操作。2、正确连接电路,电流表、电压表是否分别与待测电路串联、并联,正负接线柱接法是否正确,滑动变阻器的接线是否合理,连接线路是否符合先支路,再并接,后干路,最后接电源的程序,开关是否能控制电路,接线是否简捷、牢固。3、开关闭合前应先检查电路,发现问题及时纠正,并进行预备性调节,如滑动变阻器的滑片P应移到阻值最大的位置上。
例如,在设备的组装和连接方面,为培养学生的操作能力,我布置了“楼梯电灯开关电路”的第二课堂的课外实验。我画出电路图,并详细解析“楼梯电灯开关电路”的工作原理;然后让学生了解实际使用的开关与演示实验用的开关的异同点,让学生了解哪是静触点,哪是动触点,最后才进行安装连接(用干电池作电源,用小灯泡代替灯泡)。通过让学生充分感知实验操作的全过程,用眼、手、脑多种感官去感受实验中的各种刺激,既使学生掌握了“楼梯电灯开关电路”知识,激发了学生学习物理知识的兴趣,又培养了学生的实验操作能力。
4 以实验为载体,培养学生的想象能力
物理实验大多是动态过程,影响因素往往是多方面的,学生必须具有充分的想象空间。教学中要不失时机地抓住实验过程的每个环节去引发学生的想象力。
例如,在做“研究阻力对物体运动的影响”探究实验时,我让学生在水平桌面先铺上较粗糙的毛巾,让小车自斜面顶端从静止开始滑下,观察小车在毛巾表面运动的距离。然后再在水平桌面铺上较光滑的棉布,让小车从斜面顶端同一高度从静止开始滑下,观察小车在棉布表面运动的距离。一边引导学生做实验一边引发学生思考:毛巾比棉布对小车的阻力,哪个大?对小车阻力变化,小车运动距离如何变化?再拿开棉布,让小车从斜面顶端同一高度从静止开始滑下,观察到小车直接运动在更加光滑的木板表面上,运动距离更大。引发学生思考和想象:受到阻力越小,小车运动距离越大?如果小车运动的平面对小车一点阻力也没有,小车将怎样运动?这样既可以培养学生的学习物理的兴趣,又可以培养学生的想象能力。 5 以实验为载体,培养学生的抽象思维能力
变“教实验”为“用实验教”,以实验为载体,让学生在学的过程中通过充分感知具体的物理事实,实现从“不理解”“想不通”到“懂了”“想通了”的转变,从而培养学生的抽象思维能力。
例如,在“研究电磁铁”的实验中,“影响电磁铁磁性强弱的因素”很抽象,不好理解。我让学生做实验前,先提出以下问题:1、让电流通断是否都有磁性?2、电流大小不同电磁铁的磁性强弱是否不同?3、外形相同但匝数不同的电磁铁的磁性强弱是否相同?4、取出与插入铁芯,磁性相同吗?让学生边做实验边分析得出结论,从而培养抽象思维能力。又如,为了证明大气压强的存在,在做完覆杯实验和马德堡半球实验的基础上,在教学中我还补充一个实验:1、将烧瓶倒插入冷水杯中,观察冷水是否上升?2、取出烧瓶,向瓶里倒入一些热水,摇动热水,使瓶内空气受热,一段时间后,倒出瓶里热水,并将烧瓶立即倒插入冷水杯中,观察到水迅速上升。此实验利用了气体热胀冷缩的性质和大气压强的作用。向烧瓶里倒入热水时,瓶内空气受热膨胀,压强增大,把一部分空气挤出瓶外,倒出瓶里热水后,立即将它倒插入冷水中时,瓶内空气温度降低,压强减小(小于外界大气压强),冷水在大气压强的作用下被压入烧瓶。
实践出真知。通过实验,促使学生充分理解所学知识,并通过分析、综合、抽象等思维加工,促使知识内化,积极调整学生的认知结构,培养学生的抽象思维能力。
6 以实验为载体,培养学生的探究能力和创造能力
为了培养学生的探究能力和创造能力,我把一些演示实验变为学生探究实验,把一些课外小实验变为课堂操作实验。学生通过自行设计方案、动手操作、探索体验,创造性发现问题和解决问题,对培养学生的探究能力和创造能力具有十分重要的意义。
例如,学习了力后,我让学生设计一个小实验体现“物体间力的作用是相互的”。有些学生了解到火箭和喷气机是利用力的相互作用的原理,通过不停地向外喷出气体而升空。学生通过查阅资料、设计制作方案、动手操作,制作了一个“气球喷气机”。1、将两张椅子大约相距4m放好。2、剪一段长约4.5m的细线和长约10cm的吸管,将线穿进吸管,再将线两端分别绑紧在椅背上。3、把气球吹足气并拧紧开口,再将吹足气的气球粘在吸管上,松开气球的口。结果吸管和气球向前移动,一直移到线的另一端或是气球漏完气才停下来。通过自己动手探索出的知识最难忘、最深刻。学生在理解掌握知识的过程中发现问题,并创造性地解决问题,完成思维从抽象到具体,实现能力的最终迁移,逐渐促进学生的探究能力和创造能力的发展。
根据以上分析可以看出,教学中以实验为载体,可以培养学生的各种能力。因此,我们在具体的教学实践中应该重视实验教学的作用,努力提高学生的素质,全面提高教学效率。